Substanțele de origine organică includ combustibilul, care, atunci când este ars, eliberează o anumită cantitate de energie termică. Generarea de căldură ar trebui să se caracterizeze prin eficiență ridicată și absența efectelor secundare, în special a substanțelor dăunătoare sănătății umane și mediului.
Dacă luăm în considerare combustibilul din punctul de vedere al stării sale de agregare, atunci structura substanței în funcție de gradul de combustibilitate poate fi împărțită în două componente. Partea combustibilă include elemente chimice precum hidrogenul și carbonul, care sunt, în general, un amestec de hidrocarburi, precum și sulf. Componenta necombustibilă conține apă, săruri minerale și următoarele elemente: oxigen, azot și un număr de metale.
Arderea completă a 1 kg de combustibil, constând din componentele de mai sus, favorizează eliberarea diferitelor cantități de energie termică. Orice substanță este evaluată de un astfel de indicator precum căldura de ardere.
Căldura de ardere a combustibilului (TFC), măsurată în kJ / kg, înseamnă cantitatea de energie care este eliberată ca urmare a arderii complete a 1 kg dintr-o substanță. Acest indicator este format la două niveluri. TST mai mare se formează datorită procesului de condensare a apei prezente în produsele de ardere. La determinarea celui mai mic TST, nu se ia în considerare gradul anterior al acestuia.
Deci, calculul căldurii în motoarele cu ardere internă provine de obicei din valoarea celei mai mici. Acest lucru poate fi explicat simplu: procesul de condensare lichidă este imposibil în cilindri. Pentru a stabili TST, se utilizează o bombă calorimetrică în care oxigenul comprimat este saturat cu vapori de apă. Un eșantion dintr-un anumit tip de combustibil este plasat în acest mediu, apoi rezultatele sunt analizate.
Pentru substanțele petroliere, TST se calculează utilizând următoarele formule:
QВ = 33913ω (С) + 102995 ω (Н) - 10885 ω (O - S),
QН = QВ - 2512 ω (Н2О),
unde ω (C, H, O, S) - fracțiile de masă ale elementelor din combustibil,%;
ω (Н2О) - cantitatea de vapori de apă din produsele de ardere a unui kg de material,%.
Fiecare tip de substanță, diferit în compoziția chimică, are propriul TST. Cele mai populare tipuri de combustibili solizi includ:
- lemn de foc și cărbune;
- pelete și brichete.
Să luăm în considerare fiecare tip separat.
Lemn de foc
Acestea sunt bucăți de lemn tăiate sau tăiate, care, atunci când sunt arse în cuptoare, cazane și alte dispozitive, generează energie termică.
Pentru confortul încărcării în focar, materialul lemnos este tăiat în elemente separate de până la 30 cm lungime. Pentru a crește eficiența utilizării lor, lemnul ar trebui să fie cât mai uscat posibil, iar procesul de ardere ar trebui să fie relativ lent. În multe privințe, lemnele de foc din lemn de esență tare, cum ar fi stejarul și mesteacanul, alunul și frasinul, păducelul sunt potrivite pentru încălzirea spațiilor. Datorită conținutului ridicat de rășină, a ratei crescute de ardere și a puterii calorice reduse, coniferele sunt semnificativ inferioare în acest sens.
Cărbune Borodino
Cărbunele Borodino, în primul rând, beneficiază de costul său, este mult mai ieftin decât Balakhtinsky. Se recomandă a fi utilizat pentru rezolvarea unor sarcini de încălzire la scară mai mare, de exemplu, pentru centrale electrice sau centrale termice urbane. Astfel, cărbunele Borodino (Borodino) este utilizat pentru încălzirea încăperilor cu o capacitate cubică mare. Există două tipuri de combustibil, selectiv și obișnuit, ambele fiind produse într-unul din bazinele Krasnoiarsk. Cărbunele Borodinsky are un transfer de căldură ridicat și o retenție de căldură pentru o lungă perioadă de timp.
Cărbune
Este un material natural vegetal extras din roca sedimentară.
Acest tip de combustibil solid conține carbon și alte elemente chimice.Există o împărțire a materialului în tipuri în funcție de vârsta acestuia. Cărbunele brun este considerat cel mai tânăr, urmat de cărbunele tare, iar antracitul este mai vechi decât toate celelalte tipuri. Vârsta unei substanțe combustibile este, de asemenea, determinată de conținutul său de umiditate, care este mai prezent în materialul tânăr.
În procesul de ardere a cărbunelui, apare poluarea mediului și se formează zgură pe grătarele cazanului, care, într-o anumită măsură, creează un obstacol în calea arderii normale. Prezența sulfului în material este, de asemenea, un factor nefavorabil pentru atmosferă, deoarece acest element este transformat în acid sulfuric în aer.
Cu toate acestea, consumatorii nu ar trebui să fie preocupați de sănătatea lor. Producătorii acestui material, având grijă de clienții privați, se străduiesc să reducă conținutul de sulf din acesta. Căldura de ardere a cărbunelui poate diferi chiar și în același tip. Diferența depinde de caracteristicile subspeciei și de conținutul de minerale din aceasta, precum și de geografia extracției. Nu numai cărbunele pur se găsește ca combustibil solid, ci și zgura de cărbune slab îmbogățită, presată în brichete.
| Tipul cărbunelui | Căldura specifică de ardere a materialului | |
| kJ / kg | kcal / kg | |
| Maro | 14 700 | 3 500 |
| Piatră | 29 300 | 7 000 |
| Antracit | 31 000 | 7 400 |
Tipuri și clase de cărbune
Există 3 tipuri principale de cărbune:
- Negru: Conține cantități crescute de carbon nevolatil, apă și cenușă. Se remarcă prin densitatea și rezistența ridicată. Acest tip de cărbune este împărțit în 2 clase: prima și cea mai mare. Ele diferă în ceea ce privește proprietățile fizice. Materialul este creat prin tratamentul termic al lemnului de stejar, frasin, arțar, fag, mesteacăn, carpen și ulm.
- Roșu: are un procent ridicat de cenușă. Este realizat din coniferi: pin, molid, cedru, zada sau brad. Are 2 clase: prima și a doua.
- Alb: Fabricat din stejar solid, frasin, arțar, fag, mesteacăn, carpen și ulm. Nu este împărțit în soiuri suplimentare, dar are parametrii de calitate limitativi specificați în GOST 7657-84.
Această clasificare este utilizată în mod activ de producătorii ruși. Determină nuanțele realizării unui material în conformitate cu proprietățile sale fizice sau chimice. Producătorii străini utilizează rareori aceste standarde de producție. Liderii mondiali în furnizarea acestui material, situat în America Latină, folosesc doar eucalipt în producție, care nu este specificat în standardele mondiale sau de stat.
GOST 7657-84 Cărbune. Condiții tehnice
1 fișier 106,78 KB
Pelete
Peletele (pelete combustibile) sunt un combustibil solid produs industrial din lemn și deșeuri vegetale: așchii, coajă, carton, paie.
Materia primă zdrobită la starea de praf este uscată și turnată în granulator, de unde iese sub formă de granule de o anumită formă. Un polimer vegetal, lignina, este folosit pentru a adăuga vâscozitate la masă. Complexitatea procesului de producție și cererea ridicată formează costul peletelor. Materialul este utilizat în cazane special echipate.
Căldura specifică de ardere a combustibilului: cărbune, lemn de foc, gaz
Când o anumită cantitate de combustibil este arsă, se eliberează o cantitate măsurabilă de căldură. Conform Sistemului Internațional de Unități, valoarea este exprimată în Jouli per kg sau m3. Dar parametrii pot fi calculați în kcal sau kW. Dacă valoarea este legată de unitatea de măsură a combustibilului, aceasta se numește specifică.
Ce afectează puterea calorică a diferiților combustibili? Care este valoarea indicatorului pentru substanțele lichide, solide și gazoase? Răspunsurile la aceste întrebări sunt detaliate în articol. În plus, am pregătit un tabel care prezintă căldurile specifice de ardere a materialelor & #; aceste informații vor fi utile la alegerea unui tip de combustibil cu energie ridicată.
Informații generale despre puterea calorică
Eliberarea de energie în timpul arderii ar trebui să fie caracterizată prin doi parametri: eficiență ridicată și absența producției de substanțe nocive.
Combustibilul artificial se obține în procesul de prelucrare natural & #; biocombustibil. Indiferent de starea de agregare, substanțele din compoziția lor chimică au o parte combustibilă și necombustibilă. Primul este carbonul și hidrogenul. Al doilea este format din apă, săruri minerale, azot, oxigen, metale.
Conform stării de agregare, combustibilul este împărțit în lichid, solid și gaz. Fiecare grup este ramificat suplimentar într-un subgrup natural și artificial (+)
Când se arde 1 kg dintr-un astfel de „amestec”, se eliberează o cantitate diferită de energie. Cât din această energie va fi eliberată depinde de proporțiile acestor elemente - parte combustibilă, umiditate, conținut de cenușă și alte componente.
Căldura de ardere a combustibilului (TCT) este formată din două niveluri - cel mai înalt și cel mai mic. Primul indicator se obține datorită condensării apei, în al doilea acest factor nu este luat în considerare.
Este necesar cel mai mic TST pentru a calcula necesitatea de combustibil și costul acestuia, cu ajutorul unor astfel de indicatori, sunt compilate bilanțurile de căldură și se determină eficiența instalațiilor care funcționează pe combustibil.
TST poate fi calculat analitic sau experimental. Dacă se cunoaște compoziția chimică a combustibilului, se aplică formula lui Mendeleev. Tehnicile experimentale se bazează pe măsurarea efectivă a căldurii de ardere.
În aceste cazuri, o bombă specială este folosită pentru a arde & #; calorimetric împreună cu un calorimetru și un termostat.
Caracteristicile de calcul sunt individuale pentru fiecare tip de combustibil. Exemplu: TCT la motoarele cu ardere internă se calculează de la cea mai mică valoare deoarece nu se condensează lichid în cilindri.
TST este instalat folosind o bombă calorimetrică. Oxigenul comprimat este saturat cu vapori de apă. Un eșantion de combustibil este plasat într-un astfel de mediu și rezultatele sunt determinate
Fiecare tip de substanță are propriul TST datorită particularităților compoziției chimice. Valorile variază semnificativ, gama fluctuațiilor este de 1-10 kcal / kg.
Comparând diferite tipuri de materiale, se folosește conceptul de combustibil echivalent, acesta fiind caracterizat de cel mai mic TST de 29 MJ / kg.
Valoarea calorică a materialelor solide
Această categorie include lemnul, turbă, cocs, șisturi, brichete și combustibili pulverizați. Principalul constituent al combustibililor solizi este carbonul.
Caracteristici ale diferitelor tipuri de lemn
Eficiența maximă din utilizarea lemnului de foc este atinsă în două condiții - lemn uscat și un proces lent de ardere.
Bucățile de lemn sunt tăiate sau tăiate în bucăți de până la cm lungime, astfel încât lemnul de foc să poată fi încărcat convenabil în căminul de foc
Ideal pentru încălzirea aragazului cu lemne sunt bare de stejar, mesteacăn, frasin. Păducelul și alunul se caracterizează printr-o performanță bună. Dar coniferele au o putere calorică redusă, dar o rată mare de ardere.
Cât de diferite rase arde:
- Fag, mesteacăn, frasin, alun greu de topit, dar pot arde crude datorită conținutului lor scăzut de umiditate.
- Arin cu aspen nu formați funingine și nu știți cum să-l scoateți din coș.
- mesteacăn necesită o cantitate suficientă de aer în focar, altfel va fuma și gudra pe pereții conductelor.
- Pin conține mai multă rășină decât molidul, deci scânteie și arde mai fierbinte.
- Pere și măr se desparte mai ușor decât altele și arde perfect.
- Cedru se transformă treptat în jar.
- Cireș și ulm fumează, iar sicomorul este greu de despărțit.
- Tei cu plop arde repede.
Valorile TST ale diferitelor rase sunt foarte dependente de densitatea rocilor specifice. 1 metru cub de lemn de foc este echivalent cu aproximativ litri de combustibil lichid și m3 de gaz natural. Lemnul și lemnul de foc sunt clasificate ca fiind eficiente energetic reduse.
Efectul vârstei asupra proprietăților cărbunelui
Cărbunele este un material vegetal natural. Este extras din roci sedimentare.Acest combustibil conține carbon și alte elemente chimice.
Pe lângă tip, căldura de ardere a cărbunelui este influențată și de vârsta materialului. Brown aparține categoriei tinere, urmată de piatră, iar antracitul este considerat cel mai vechi.
Conținutul de umiditate este, de asemenea, determinat de vârsta combustibilului: cu cât cărbunele este mai tânăr, cu atât este mai mare conținutul de umiditate din acesta. Ceea ce afectează și proprietățile acestui tip de combustibil
Procesul de ardere a cărbunelui este însoțit de eliberarea de substanțe care poluează mediul înconjurător, în timp ce grătarele cazanului sunt acoperite cu zgură. Un alt factor nefavorabil pentru atmosferă este prezența sulfului în combustibil. Acest element, în contact cu aerul, se transformă în acid sulfuric.
Producătorii reușesc să reducă la minimum conținutul de sulf din cărbune. Ca urmare, TST diferă chiar și în cadrul aceleiași specii. Afectează performanța și geografia producției. Nu numai cărbune pur, ci și zgură brichetată poate fi folosită ca combustibil solid.
Cea mai mare capacitate de combustibil se observă pentru cărbune cocsificat. Cărbunele, cărbunele, cărbunele brun, antracitul au, de asemenea, caracteristici bune.
Caracteristicile peletelor și brichetelor
Acest combustibil solid este produs industrial din diverse deșeuri de lemn și legume.
Bărbierile zdrobite, scoarța, cartonul, paiele sunt suprauscate și cu ajutorul unor echipamente speciale se transformă în granule. Pentru ca masa să capete un anumit grad de vâscozitate, i se adaugă un polimer, lignina.
Peletele se disting printr-un cost acceptabil, care este influențat de cererea mare și caracteristicile procesului de fabricație. Acest material poate fi utilizat numai în cazanele proiectate pentru acest tip de combustibil.
Brichetele diferă doar ca formă, pot fi încărcate în cuptoare, cazane. Ambele tipuri de combustibil sunt împărțite în tipuri de materii prime: de la cherestea rotundă, turbă, floarea-soarelui, paie.
Peletele și brichetele au avantaje semnificative față de alte tipuri de combustibil:
- prietenie deplină cu mediul;
- capacitatea de a stoca în aproape orice condiții;
- rezistență la stres mecanic și ciuperci;
- uniformă și arsă lungă;
- dimensiunea optimă a granulelor pentru încărcarea în dispozitivul de încălzire.
Combustibilii ecologici sunt o alternativă bună la sursele tradiționale de căldură care nu sunt regenerabile și au un impact negativ asupra mediului. Dar peletele și brichetele se disting printr-un risc crescut de incendiu, care ar trebui luat în considerare la organizarea unui loc de depozitare.
Dacă doriți, puteți configura producția de brichete de combustibil cu propriile mâini, mai multe detalii & #; în acest articol.
Parametrii substanțelor lichide
Materialele lichide, ca și cele solide, sunt descompuse în următoarele componente: carbon, hidrogen, sulf, oxigen, azot. Procentul este exprimat în greutate.
Balastul organic intern al combustibilului este format din oxigen și azot; aceste componente nu ard și sunt incluse condiționat în compoziție. Balastul extern este format din umiditate și cenușă.
Benzina are o căldură specifică mare de ardere. În funcție de marcă, este MJ.
Indicatori similari ai căldurii specifice de ardere sunt determinați pentru kerosenul din aviație & #; 42,9 MJ. Combustibilul diesel se încadrează și în categoria liderilor în ceea ce privește puterea calorică & #; 43 ,, 6 MJ.
Deoarece benzina are mai mult TST decât motorina, ar trebui să aibă atât un consum cât și un randament mai ridicat. Dar motorina este mai economică decât benzina cu%
Combustibilul lichid pentru rachete, etilen glicolul, se caracterizează prin valori relativ mici ale TST. Alcoolul și acetona diferă în ceea ce privește căldura specifică minimă de ardere. Performanța lor este semnificativ mai mică decât cea a combustibililor tradiționali.
Proprietățile gazului combustibil
Combustibilul gazos este format din monoxid de carbon, hidrogen, metan, etan, propan, butan, etilenă, benzen, hidrogen sulfurat și alte componente. Aceste cifre sunt exprimate ca procentaj în volum.
Hidrogenul are cea mai mare putere calorică. Arzând, un kilogram de materie eliberează 83 MJ de căldură. Dar se distinge printr-un grad crescut de explozivitate.
Gazul natural are, de asemenea, valori ridicate de încălzire.
Sunt egale cu MJ per kg. Dar, de exemplu, metanul pur are o căldură de ardere mai mare - 50 MJ pe kg.
Tabel comparativ de indicatori
Tabelul prezintă valorile căldurilor specifice de masă ale arderii tipurilor de combustibil lichid, solid, gazos.
| Tipul de combustibil | Unitate rev. | Căldura specifică de ardere | ||
| Mj | kw | kcal | ||
| Lemn de foc: stejar, mesteacăn, frasin, fag, carpen | Kg | 15 | 4,2 | |
| Lemn de foc: zada, pin, molid | Kg | 15,5 | 4,3 | |
| Cărbun brun | Kg | 12,98 | 3,6 | |
| Carbune tare | Kg | 27,00 | 7,5 | |
| Cărbune | Kg | 27,26 | 7,5 | |
| Antracit | Kg | 28,05 | 7,8 | |
| Pelete din lemn | Kg | 17,17 | 4,7 | |
| Pelete de paie | Kg | 14,51 | 4,0 | |
| Pelete de floarea soarelui | Kg | 18,09 | 5,0 | |
| Rumeguş | Kg | 8,37 | 2,3 | |
| Hârtie | Kg | 16,62 | 4,6 | |
| Vita de vie | Kg | 14,00 | 3,9 | |
| Gaz natural | m3 | 33,5 | 9,3 | |
| Gaz lichefiat | Kg | 45,20 | 12,5 | |
| Benzină | Kg | 44,00 | 12,2 | |
| Dis. combustibil | Kg | 43,12 | 11,9 | |
| Metan | m3 | 50,03 | 13,8 | |
| Hidrogen | m3 | 33,2 | ||
| Kerosen | Kg | 12 | ||
| Păcură | Kg | 40,61 | 11,2 | |
| Ulei | Kg | 44,00 | 12,2 | |
| Propan | m3 | 45,57 | 12,6 | |
| Etilenă | m3 | 48,02 | 13,3 | |
Din tabel se poate observa că cei mai înalți indicatori TST din toate substanțele, și nu numai din cele gazoase, au hidrogen. Aparține combustibililor cu conținut ridicat de energie.
Produsul de ardere al hidrogenului este apa obișnuită. Procesul nu emite zgura cuptorului, cenușă, monoxid de carbon și dioxid de carbon, ceea ce face ca substanța să fie un combustibil ecologic. Dar este exploziv și are o densitate redusă, astfel încât un astfel de combustibil este greu de lichefiat și transportat.
TST este cea mai importantă caracteristică termică și operațională a combustibilului. Acest indicator este utilizat în diferite sfere ale activității umane: motoare termice, centrale electrice, industrie, încălzirea locuințelor și gătit.
Valorile calorice ajută la compararea diferitelor tipuri de combustibil în ceea ce privește gradul de energie eliberat, la calcularea masei de combustibil necesare și la economisirea costurilor.
Aveți ceva de adăugat sau aveți întrebări despre puterea calorică a diferitelor tipuri de combustibil? Puteți lăsa comentarii cu privire la publicație și puteți participa la discuții & #; formularul de contact se află în blocul inferior.
Brichete
Brichetele sunt combustibili solizi, similari din multe puncte de vedere cu peletele. Pentru fabricarea lor se utilizează materiale identice: așchii de lemn, așchii, turbă, coji și paie. În timpul procesului de producție, materia primă este zdrobită și comprimată în brichete. Acest material este, de asemenea, clasificat drept combustibil ecologic. Este convenabil să-l depozitați chiar și în aer liber. O combustie lină, uniformă și lentă a acestui combustibil poate fi observată atât în șeminee și sobe, cât și în cazanele de încălzire.
Tipurile de combustibili solizi ecologici discutați mai sus sunt o alternativă bună la generarea de căldură. În comparație cu sursele fosile de energie termică, care au un efect negativ asupra mediului în timpul arderii și, în plus, nu sunt regenerabile, combustibilii alternativi au avantaje clare și costuri relativ mici, ceea ce este important pentru consumatorii din anumite categorii.
În același timp, pericolul de incendiu al acestor combustibili este mult mai mare. Prin urmare, este necesar să se ia unele măsuri de siguranță cu privire la depozitarea și utilizarea materialelor rezistente la foc pentru pereți.
Comparația puterii calorice, prețului și comodității brichetelor de lemn și a lemnului de foc
Anti-publicitatea lemnului de foc pe ambalajul brichetelor de combustibil - este adevărat? Selectăm porții cu greutate egală de brichete combustibile și lemn de foc de mesteacăn. Aprindem atât lemne de foc, cât și brichete cu ajutorul ziarelor și a scoarței de mesteacăn.
Brichetele din lemn sunt o opțiune modernă de combustibil. Este produs din deșeuri de prelucrare a lemnului - așchii de lemn comprimat și rumeguș. Brichetele din lemn sunt un tip de combustibil ecologic, în care nu există aditivi „chimici”. Legarea particulelor are loc la presiune ridicată datorită ligninei, un polimer conținut în lemn în sine.Brichetele de combustibil sunt ambalate convenabil în plastic sau în cutii de carton; ocupă puțin spațiu în timpul transportului și depozitării. Conținutul de umiditate al brichetelor de combustibil, atunci când este depozitat corespunzător, nu depășește 8-9%.
TOT CE AI NEVOIE PENTRU ACEST ARTICOL ESTE AICI >>>
Când brichetele sunt arse, se formează puțină cenușă, acestea ard mai mult decât lemnul de foc și generează mai multă căldură. Deci, în orice caz, scrie în reclamă. Există vreun dezavantaj la brichetele de combustibil? Ca orice lucru bun și convenabil, există un singur dezavantaj - prețul ridicat.
Referință după subiect: Siguranța la foc a sobelor și coșurilor de casă
Cum se folosește cărbunele
Cărbunele trebuie aprins fără a utiliza substanțe chimice: un miros neplăcut din acesta va rămâne atâta timp cât arde combustibilul. Prin urmare, luăm o bucată de hârtie, o mărunțim, aliniați câteva așchii subțiri uscate în jurul hârtiei cu o „colibă”, dăm hârtia la foc, așteptăm să funcționeze așchii, deasupra punem niște lemne de foc uscate. Când sunt suficient de fierbinți, puteți pune cărbune. Și trebuie să îl pliați într-un diapozitiv. Se aprinde mai bine în acest fel. Dacă vorbim despre grătar și gătit, atunci pentru ca cărbunele să se aprindă uniform, puneți acele bucăți care sunt pe marginile toboganului la etaj. Cei care erau mai aproape de centru se dovedesc a fi pe margine. Deci, așteptăm până când toate piesele sunt acoperite cu o floare albă și flăcările nu mai apar deasupra lor. Acum puteți prăji un kebab.
Cum se aprinde cărbune? Folosind hârtie și așchii subțiri sau ... un uscător de păr de clădire
Există o modalitate de a aprinde cărbuni fără hârtie, chibrituri sau lemne de foc. Tot ce aveți nevoie este un uscător de păr și o priză electrică. Tot. Fără hârtie, fără chibrituri. Luați un uscător de păr, porniți-l la maxim, direcționați fluxul de aer către cărbunele îngrămădit într-o grămadă. Prima brățară se va aprinde în aproximativ jumătate de minut, apoi restul va fi angajat, în aproximativ cinci minute totul va fi aprins.
